JPS58197643A - ストロボ走査電子顕微鏡装置 - Google Patents
ストロボ走査電子顕微鏡装置Info
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- JPS58197643A JPS58197643A JP57078318A JP7831882A JPS58197643A JP S58197643 A JPS58197643 A JP S58197643A JP 57078318 A JP57078318 A JP 57078318A JP 7831882 A JP7831882 A JP 7831882A JP S58197643 A JPS58197643 A JP S58197643A
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- data collection
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明げ、ストロボ走査電子顕微備装＠ＶＣＩＱ−する
Ｏ 〔発明の技術的背景〕 走査電子顕微鏡（８Ｅ Ｍ （Ｓｃａｎｎｌｎｇ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ） ］は、試試料面
に電子ビームを照射し、試料表面の電位変化に対応する
レスポンスを陰極線管（ＣＲＴ Ｉｃａｔｈｏｄｅ Ｒ
ａｙ Ｔｕｂｅ） ］に表示することによって試料表面
の拡大像管得るようにしたものである。
Ｏ 〔発明の技術的背景〕 走査電子顕微鏡（８Ｅ Ｍ （Ｓｃａｎｎｌｎｇ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ） ］は、試試料面
に電子ビームを照射し、試料表面の電位変化に対応する
レスポンスを陰極線管（ＣＲＴ Ｉｃａｔｈｏｄｅ Ｒ
ａｙ Ｔｕｂｅ） ］に表示することによって試料表面
の拡大像管得るようにしたものである。
このＳＥＭの応用としてＬＳＩ （大規模集積回路）
の内部動作の観察を行うことが可能である。
の内部動作の観察を行うことが可能である。
これは、表面に電位分布を持つｆｊＬｓＩ′ｆｓＥＭの
２次電子像で観察し、負電位の部分と正電位の部分との
コントラストの差を利用してＬＳＩ内部の電位分布を観
察するものであり、ＬＳＩの動作解析あるいは不良解析
を行う上で有効な手段となっている〇 また、Ｉ Ｃ＋Ｌ Ｓ Ｉの内Ｓ号伝搬する電気信号の
ような同期現象では、電位変化は位相ごとに規則正しく
繰り返して起る。従って、ある特定の位相だけにパルス
状の電子ビームを繰り返し照射すると、出力信号はこの
位相での電位に対応しｔものとなる。そこで、試料表面
上の希望する点に電子ビーム？７めておき、試料の励振
とパルス電子ビームとの位相差を電気的に変化させ、Ｃ
ＲＴの横軸にこの移送量を、縦軸に２次電子信号ｔ′？
それぞれ入力ｆることによって、ＣＲＴの画面上に希１
点における電圧波形′ｆ／表示するようにしたストロボ
ＳＥＭが開発されている。
２次電子像で観察し、負電位の部分と正電位の部分との
コントラストの差を利用してＬＳＩ内部の電位分布を観
察するものであり、ＬＳＩの動作解析あるいは不良解析
を行う上で有効な手段となっている〇 また、Ｉ Ｃ＋Ｌ Ｓ Ｉの内Ｓ号伝搬する電気信号の
ような同期現象では、電位変化は位相ごとに規則正しく
繰り返して起る。従って、ある特定の位相だけにパルス
状の電子ビームを繰り返し照射すると、出力信号はこの
位相での電位に対応しｔものとなる。そこで、試料表面
上の希望する点に電子ビーム？７めておき、試料の励振
とパルス電子ビームとの位相差を電気的に変化させ、Ｃ
ＲＴの横軸にこの移送量を、縦軸に２次電子信号ｔ′？
それぞれ入力ｆることによって、ＣＲＴの画面上に希１
点における電圧波形′ｆ／表示するようにしたストロボ
ＳＥＭが開発されている。
ところで、試料観察には大別して２つの観測モードがあ
る。すなわち、試料上に機械的にプローブを接触させて
そのプローブ接触点での電圧波形分オシロスコープで観
測するのと同体な思ｉＫよる波形モードと、ビームを試
料面上に走査し、その２次電子信号量ｆＣＲＴＶＣ表示
して各位相点での試料面との電位コントラスト１＃全観
測する像モードである。この工うなＳＥＭ［、、ｔ：る
波形嫉測を礪能的に行う究めに、ストロボＳＥＭπコン
ピュータを結合して処理’ｆることが通常行われる。
る。すなわち、試料上に機械的にプローブを接触させて
そのプローブ接触点での電圧波形分オシロスコープで観
測するのと同体な思ｉＫよる波形モードと、ビームを試
料面上に走査し、その２次電子信号量ｆＣＲＴＶＣ表示
して各位相点での試料面との電位コントラスト１＃全観
測する像モードである。この工うなＳＥＭ［、、ｔ：る
波形嫉測を礪能的に行う究めに、ストロボＳＥＭπコン
ピュータを結合して処理’ｆることが通常行われる。
第１図は、このようなデータ処理装置を結合した従来の
ストロボＳＥＭシステムのＭ成を示す。
ストロボＳＥＭシステムのＭ成を示す。
このシステムにおいては、図示しないパルス電子ビーム
照射部を有するストロボ８ＥＭＩにおいて試料から得ら
れた２次電子信号は、光電子増倍管を用いた２次電子検
出器２によって検出され、アナログ信号として出力され
ろ。この２次電子検出器２からのアナログ信号出力は、
ｆｆ／Ｎ比改善のｔめに設けられた受動１ｌｌＩＢＣ積
分回路３により積分された後、アナラダ・ディジタル（
Ａ／Ｉ））変換器４でディジタル信号に変換される。こ
のディジタル信号はコンピュータ処ｌ系５にをり込まれ
、ここで所定のデータ処理が実行される。このコンピュ
ータ処理系５は、ストロボＳＥＭ内のパルス電子ビーム
照射部による電子ビーム照射と試料励振との同期をとる
ための８１ＭコントローラＧｔｆｌｌｌｌｌ Ｌ、この
ＳＥＷコントローラはスキャンコントローラ７？制御し
て電子ビームによる所定の試料観測点全走査させる・こ
のスキャンコントｑ−ラ７からの信号と２次電子検出器
２からの信号とが画儂表示器（ＣＲＴ）°８に送出され
るのでＣＲＴＢ上には試料の映像が観測されることにな
る。
照射部を有するストロボ８ＥＭＩにおいて試料から得ら
れた２次電子信号は、光電子増倍管を用いた２次電子検
出器２によって検出され、アナログ信号として出力され
ろ。この２次電子検出器２からのアナログ信号出力は、
ｆｆ／Ｎ比改善のｔめに設けられた受動１ｌｌＩＢＣ積
分回路３により積分された後、アナラダ・ディジタル（
Ａ／Ｉ））変換器４でディジタル信号に変換される。こ
のディジタル信号はコンピュータ処ｌ系５にをり込まれ
、ここで所定のデータ処理が実行される。このコンピュ
ータ処理系５は、ストロボＳＥＭ内のパルス電子ビーム
照射部による電子ビーム照射と試料励振との同期をとる
ための８１ＭコントローラＧｔｆｌｌｌｌｌ Ｌ、この
ＳＥＷコントローラはスキャンコントローラ７？制御し
て電子ビームによる所定の試料観測点全走査させる・こ
のスキャンコントｑ−ラ７からの信号と２次電子検出器
２からの信号とが画儂表示器（ＣＲＴ）°８に送出され
るのでＣＲＴＢ上には試料の映像が観測されることにな
る。
上記装置においては、８／Ｎ比をさらに改善するために
、同一位相のデータ？Ｎ回覗り込み、コンピュータ処理
系５でソフトウェアにより平均化処理を行っている。
、同一位相のデータ？Ｎ回覗り込み、コンピュータ処理
系５でソフトウェアにより平均化処理を行っている。
このような装置の動作原理な説明すると、まず最初の位
相点で信号′％：Ｎ回サンプルし、このサンプル出力を
加算してから次の位相点へ移動し、同じ操作を繰り返し
ていく。この時、ビームが観測点に留まっている時間ｔ
は次式で表わされる。
相点で信号′％：Ｎ回サンプルし、このサンプル出力を
加算してから次の位相点へ移動し、同じ操作を繰り返し
ていく。この時、ビームが観測点に留まっている時間ｔ
は次式で表わされる。
ｔ−１Ｐ＋（（ｔＡ＋ｔｓ）Ｎ＋ｔＸ）Ｍ ・・
・（１）ここで、ｔｐはビームが移動した場合のビーム
が安定する時間、 櫨はサンプリンググー）Ｙ開くための演算に要する時間
、 １ｓはサンプリングゲートの開放時間、Ｍｍる位相点で
の信号のサンプリング回数、 １Ｘは位相を移動させるのに骸する時間、Ｍは位相刻み
数、 である。
・（１）ここで、ｔｐはビームが移動した場合のビーム
が安定する時間、 櫨はサンプリンググー）Ｙ開くための演算に要する時間
、 １ｓはサンプリングゲートの開放時間、Ｍｍる位相点で
の信号のサンプリング回数、 １Ｘは位相を移動させるのに骸する時間、Ｍは位相刻み
数、 である。
第２図はコンピュータ処理系でソフトウェア処Ｊｌｔ’
Ｌない場合（Ｎ−３）のタイムチャートを示ｆ９電源を
投入するとストロボＳＥＭＩでは、その内部に設置され
た試料、例えばＭＯＢ型Ｌ８Ｉに第２図に示す試料内勤
性信号が印加される。この時５第２図に示てビームパル
スが、位相刻ミ数Ｍが設定値になるまで特定な周期で（
試料内部動作の周期とは必ずしも一致しない）繰り返し
試料に照射される。これら試料内勤性信号とビームパル
スに対応した試料からの２次電子信号ｆｉ２次電子検出
器２にエリ検出され、第２図に示ｆようなで積分されｔ
後、＠２図に示イエうな積分回路出力となる。この積分
回路出力はＡ／Ｄ変換器４でディジタル信号に変換され
る。この時、コンピュータ処理系５から第２図に示すよ
うなサンプリングゲート信号がＡ／Ｄ変換器４に加えら
れるので、このサンプリングゲート開放時間ｔｓＯ間だ
け、Ａ／Ｄ変換器４からｎ個のディジタルデータがコン
ビエータ処理系５に＄９入れられ、ここでその平均値が
Ｎ＝１信号として処理される。
Ｌない場合（Ｎ−３）のタイムチャートを示ｆ９電源を
投入するとストロボＳＥＭＩでは、その内部に設置され
た試料、例えばＭＯＢ型Ｌ８Ｉに第２図に示す試料内勤
性信号が印加される。この時５第２図に示てビームパル
スが、位相刻ミ数Ｍが設定値になるまで特定な周期で（
試料内部動作の周期とは必ずしも一致しない）繰り返し
試料に照射される。これら試料内勤性信号とビームパル
スに対応した試料からの２次電子信号ｆｉ２次電子検出
器２にエリ検出され、第２図に示ｆようなで積分されｔ
後、＠２図に示イエうな積分回路出力となる。この積分
回路出力はＡ／Ｄ変換器４でディジタル信号に変換され
る。この時、コンピュータ処理系５から第２図に示すよ
うなサンプリングゲート信号がＡ／Ｄ変換器４に加えら
れるので、このサンプリングゲート開放時間ｔｓＯ間だ
け、Ａ／Ｄ変換器４からｎ個のディジタルデータがコン
ビエータ処理系５に＄９入れられ、ここでその平均値が
Ｎ＝１信号として処理される。
ところがこの工うなソフト処理を行う場合には前記（１
）式から判る二うに第２図の場合のさらにＮ旧号のサン
プリングは、Ｓ／Ｎ比の改善には有効であるが測定時間
が長くかかり、試料面に対する電子ビーム照射時間が長
くなる。一般に、電子ビームの照射効果による素子への
悪影響は、電子ビーム照射縁縫すなわち本位面積当りの
照射電流と照射時間との積に依存するから′１子ビーム
照射時間が長いことは素子にとって好ましくない。しか
も、前述しｔ波形モードでの観測は点照射となるから、
面照射である像モードの場合エリもエネルギーが集中し
、照射ＶＣ，ｃる悪影＃はさらに現われやすい。
）式から判る二うに第２図の場合のさらにＮ旧号のサン
プリングは、Ｓ／Ｎ比の改善には有効であるが測定時間
が長くかかり、試料面に対する電子ビーム照射時間が長
くなる。一般に、電子ビームの照射効果による素子への
悪影響は、電子ビーム照射縁縫すなわち本位面積当りの
照射電流と照射時間との積に依存するから′１子ビーム
照射時間が長いことは素子にとって好ましくない。しか
も、前述しｔ波形モードでの観測は点照射となるから、
面照射である像モードの場合エリもエネルギーが集中し
、照射ＶＣ，ｃる悪影＃はさらに現われやすい。
まｔ試料表面の電位と電子ビームとの相互作用は試料が
バイポーラ素子の場合にはそれほど問題にならないが、
ＭＯ８Ｍ素′子の場合には成子ビーム照射のため臨界電
圧ＶＴＨ５その他に変化？引起こし、正確な試料表面の
電位変化全測定することが―しくなる。
バイポーラ素子の場合にはそれほど問題にならないが、
ＭＯ８Ｍ素′子の場合には成子ビーム照射のため臨界電
圧ＶＴＨ５その他に変化？引起こし、正確な試料表面の
電位変化全測定することが―しくなる。
さらに、受動型ＲＣ積分回路３の致命的な欠点は、試料
励振の繰り返し信号のインターバルによって積分値が影
１＃ヲ受けることである。このことは、励損周波数をあ
る範囲内で自由に選べる試料、例えばメモリ回路を観察
する場合にはさほど問題にはならないが、マイクロプロ
セッサ（ＣＰ Ｕ）などのランダムロジックを観測する
場合は開運と々る。特にＣＰＵはどの命令を実行するに
しても実行前には必らずその命令の解読ルーチン（フェ
ッチサイクル）を実行しなくてはならない。例えば、基
本タロツク周波数８ＭＨｚｊ動作するＣＰＵのアダー回
路′ｆ：！ｌ！測しｔいとき、加算命令は４ステート後
（１ステート１２５ｎｓ）に実行されるｔめ覗測者にと
っては５００ｎｓごとにアダー回路が観測されることに
なる。一般に、ステート数ばＣＰＵの種類及び命令の種
類に工って異なるが、最大１８ステートはどある。この
工うなステート数の多い命令を実行しｔ場合には、積分
回路３の積分値の直流成分が減少し、２次電子検出器２
の出力のＳ／Ｎ比が低下したり、あるいはコンピュータ
処理系５にデータの読み込みが不可能にもなりかねない
等の不都合が発生する。
励振の繰り返し信号のインターバルによって積分値が影
１＃ヲ受けることである。このことは、励損周波数をあ
る範囲内で自由に選べる試料、例えばメモリ回路を観察
する場合にはさほど問題にはならないが、マイクロプロ
セッサ（ＣＰ Ｕ）などのランダムロジックを観測する
場合は開運と々る。特にＣＰＵはどの命令を実行するに
しても実行前には必らずその命令の解読ルーチン（フェ
ッチサイクル）を実行しなくてはならない。例えば、基
本タロツク周波数８ＭＨｚｊ動作するＣＰＵのアダー回
路′ｆ：！ｌ！測しｔいとき、加算命令は４ステート後
（１ステート１２５ｎｓ）に実行されるｔめ覗測者にと
っては５００ｎｓごとにアダー回路が観測されることに
なる。一般に、ステート数ばＣＰＵの種類及び命令の種
類に工って異なるが、最大１８ステートはどある。この
工うなステート数の多い命令を実行しｔ場合には、積分
回路３の積分値の直流成分が減少し、２次電子検出器２
の出力のＳ／Ｎ比が低下したり、あるいはコンピュータ
処理系５にデータの読み込みが不可能にもなりかねない
等の不都合が発生する。
このため従来ストロボ８ＥＭＫは高価な演算増幅器ヲ用
いるピークホールド回路が多く使用されており、価格面
でも問題があった。
いるピークホールド回路が多く使用されており、価格面
でも問題があった。
そこで本発明は、試料に対する電子ビーム照射による悪
形４を＠城し、電子ビーム照射や試料励振による影９１
ｉ１ｒ受けない正確な試料観察を行うことができ、安価
でしかもストロボ走査電子顕微−の性能全十分に発揮し
得るようなストロボ走査電子顕微鏡装置献を提供イるこ
とを目的とする。
形４を＠城し、電子ビーム照射や試料励振による影９１
ｉ１ｒ受けない正確な試料観察を行うことができ、安価
でしかもストロボ走査電子顕微−の性能全十分に発揮し
得るようなストロボ走査電子顕微鏡装置献を提供イるこ
とを目的とする。
本発明は４子ビーム照射された試料から放出さｎる２次
電子を検出。する検出器出方から所定のアナログデータ
余暇り込む２種類の特性の異なる回路余有てるデータ収
集部を設ｉ、観測される試料の性質（励振速度の大小や
電子ビーム照射にＬる影響の大小）によって上記データ
収集部の２種類の回路を自由に選択できる回路構成とし
たものである〇 〔発明の実施例〕 以下、図面全参照して本発明の一実施例を説明する。
電子を検出。する検出器出方から所定のアナログデータ
余暇り込む２種類の特性の異なる回路余有てるデータ収
集部を設ｉ、観測される試料の性質（励振速度の大小や
電子ビーム照射にＬる影響の大小）によって上記データ
収集部の２種類の回路を自由に選択できる回路構成とし
たものである〇 〔発明の実施例〕 以下、図面全参照して本発明の一実施例を説明する。
第３図は、本発明に係るストロボ走査電子Ｉ［微鏡装置
の構成管示す構成図であって、試料に照射スルハルス状
電子ビーム管発生するパルス電子に’−ム照射部（図示
せず）を有するストロボＳＥＭＩＫ ｉｊ ／（ルス電
子ビーム照射部からの電子ビームの照射によって試料内
部動作信号により動作状１ａＫある試料から放出される
２次電子を検出するための光電子増倍管よりなる２次電
子検出器２が設けられている。２次電子検出器２の出力
は試料表面の映倫表示を行うＣＲＴ８に入力されるとと
もに試料の性質に応じて所定のアナログデータを取り込
んでディジタルデータに変換して送出するデータ収集回
路１０ニ入力される。このデータ収集回路１０からのデ
ィジタルデータはコンピュータ処理系５に＃ｉＩＯ込ま
れ、サンプリングゲート信号毎（位相点毎）にソフト処
理（平均化処ｆＵ）が実行される。コンピュータ処理系
５によって出力され比制御信号は、８ＥＭコントローラ
６に送られストロボＳＥＭＩでのパルス電子ビーム照射
と試料励振との同期をとること及びストロボＳＥＭＩ内
の試料観測点ｆＸ、Ｙ方向走査するスキャンコントロー
ラ７の制御を行う。
の構成管示す構成図であって、試料に照射スルハルス状
電子ビーム管発生するパルス電子に’−ム照射部（図示
せず）を有するストロボＳＥＭＩＫ ｉｊ ／（ルス電
子ビーム照射部からの電子ビームの照射によって試料内
部動作信号により動作状１ａＫある試料から放出される
２次電子を検出するための光電子増倍管よりなる２次電
子検出器２が設けられている。２次電子検出器２の出力
は試料表面の映倫表示を行うＣＲＴ８に入力されるとと
もに試料の性質に応じて所定のアナログデータを取り込
んでディジタルデータに変換して送出するデータ収集回
路１０ニ入力される。このデータ収集回路１０からのデ
ィジタルデータはコンピュータ処理系５に＃ｉＩＯ込ま
れ、サンプリングゲート信号毎（位相点毎）にソフト処
理（平均化処ｆＵ）が実行される。コンピュータ処理系
５によって出力され比制御信号は、８ＥＭコントローラ
６に送られストロボＳＥＭＩでのパルス電子ビーム照射
と試料励振との同期をとること及びストロボＳＥＭＩ内
の試料観測点ｆＸ、Ｙ方向走査するスキャンコントロー
ラ７の制御を行う。
上記データ収集回路１０の詳細を第４図に示す。
このデータ収集回路１０は、受動態ＲＣ積分回路１１及
びＡ／Ｄ変換口路１２が直結された第１の回路と、ダイ
オードカップリング積分回路１３及びＡ／Ｄ変換回路１
４が直結されｔ第２の回路と、これらの２つの回路が接
続され２次４子検出器２の出力を入力とするマルチプレ
クサ回路１５とから成っている。
びＡ／Ｄ変換口路１２が直結された第１の回路と、ダイ
オードカップリング積分回路１３及びＡ／Ｄ変換回路１
４が直結されｔ第２の回路と、これらの２つの回路が接
続され２次４子検出器２の出力を入力とするマルチプレ
クサ回路１５とから成っている。
第５図は受動型式積分回路１１の詳細な構成を表わして
おり、抵抗１６とコンデンサ１７エリなるＲＣ積分回路
とその出力が増幅器（ＯＰ ＡＭＰ） １８に入力さ
れている。増幅器１８ｖｃはゲイン調整用の可変抵抗１
９及び抵抗加が設けられ、出力はＡ／Ｄ変換プリング積
分回路１３の詳細な構成を表わしており、２次電子検出
器２の出力は入力用ダイオード２］ｉ介して抵抗ρおよ
びコンデンサ器よりなるＲＣ積分回路に入力され、この
ＲＣ槓分回路の出力点には増幅器（ＯＰＡＭＰ）３が接
続されまｔこの点と基準電位点との間ＫＩｎＭＯＢ電界
効果トランジスタ（ＭＯＳ ＰＥＴ）２４のソース及び
ドレイン電極が挿入されている。このＭＯ８ＦＥＴ２４
のゲート電極にはコンピュータ処理系５のリセット出力
熾子が接続されている。増幅器２５には、ゲイン調整用
可変抵抗１９及び抵抗加が設けられている。
おり、抵抗１６とコンデンサ１７エリなるＲＣ積分回路
とその出力が増幅器（ＯＰ ＡＭＰ） １８に入力さ
れている。増幅器１８ｖｃはゲイン調整用の可変抵抗１
９及び抵抗加が設けられ、出力はＡ／Ｄ変換プリング積
分回路１３の詳細な構成を表わしており、２次電子検出
器２の出力は入力用ダイオード２］ｉ介して抵抗ρおよ
びコンデンサ器よりなるＲＣ積分回路に入力され、この
ＲＣ槓分回路の出力点には増幅器（ＯＰＡＭＰ）３が接
続されまｔこの点と基準電位点との間ＫＩｎＭＯＢ電界
効果トランジスタ（ＭＯＳ ＰＥＴ）２４のソース及び
ドレイン電極が挿入されている。このＭＯ８ＦＥＴ２４
のゲート電極にはコンピュータ処理系５のリセット出力
熾子が接続されている。増幅器２５には、ゲイン調整用
可変抵抗１９及び抵抗加が設けられている。
このような構成を採用しｔデータ収集回路１０の動作は
次のとおりである。マルチプレクサ１５により受動ＲＣ
積分回路が選択され几ときは、２次１子検出器２の出力
は受動型積分回路１１中の抵抗１６とコンデンサ１７に
エリＳ／Ｎ比良く積分された後Ａ／Ｄ変換回路１２でデ
ィジタル信号に変換されてコンピュータ処理系５に送ら
れるが、一度積分されｔ信号の一部が２次電子検出器２
側に放電する友め励振周波数が高い場合には積分出力の
直流成分が減少し、所定の積分出力を得るためＶＣは電
子ビーム照射時間を長くとる必要がある。
次のとおりである。マルチプレクサ１５により受動ＲＣ
積分回路が選択され几ときは、２次１子検出器２の出力
は受動型積分回路１１中の抵抗１６とコンデンサ１７に
エリＳ／Ｎ比良く積分された後Ａ／Ｄ変換回路１２でデ
ィジタル信号に変換されてコンピュータ処理系５に送ら
れるが、一度積分されｔ信号の一部が２次電子検出器２
側に放電する友め励振周波数が高い場合には積分出力の
直流成分が減少し、所定の積分出力を得るためＶＣは電
子ビーム照射時間を長くとる必要がある。
一方、マルチプレクサ１５にエリダイオードカップリン
グ型ＲＣ積分回路が選択されｔときは、抵抗ηとコンデ
ンサ器により積分された信号は入力用ダイオード２１に
よって２次電子検出器２側に再び放電することなしに保
持され、そのままＡ／Ｄ変換回路１４でディジタル信号
に変換されてコンピュータ処理系５に送られる。この場
合［１１励振周波数が高くても積分出力の直流成分は減
少せず、電子ビーム照射時間は受動型ＲＣ積分回路の場
合より短かくてよい。ダイオードカップリング積分回路
内に設けられｆｆ１Ｍ０８ＦＥＴ２４は位相点から次の
位相点にビームが移動する場合に、コンデンサ１７に蓄
えられた電荷を放電するためのものであって、コンピュ
ータ処理系５から出されたリセット信号がそのゲート端
子に入力されることにより抵抗乙およびコンデンサ器に
より構成される積分回路がリセットされる。
グ型ＲＣ積分回路が選択されｔときは、抵抗ηとコンデ
ンサ器により積分された信号は入力用ダイオード２１に
よって２次電子検出器２側に再び放電することなしに保
持され、そのままＡ／Ｄ変換回路１４でディジタル信号
に変換されてコンピュータ処理系５に送られる。この場
合［１１励振周波数が高くても積分出力の直流成分は減
少せず、電子ビーム照射時間は受動型ＲＣ積分回路の場
合より短かくてよい。ダイオードカップリング積分回路
内に設けられｆｆ１Ｍ０８ＦＥＴ２４は位相点から次の
位相点にビームが移動する場合に、コンデンサ１７に蓄
えられた電荷を放電するためのものであって、コンピュ
ータ処理系５から出されたリセット信号がそのゲート端
子に入力されることにより抵抗乙およびコンデンサ器に
より構成される積分回路がリセットされる。
このようなダイオードカップリング型ＲＣ積分回路がそ
の性能を十分に発揮するためＫは、信号経路以外の箇所
で電流がリークしないことが必要である。このｔめ、Ｍ
ＯＳ ＦＥＴはリークの少ないもの、コンデンサ器は保
持特性の良いもの、ダイオード２１＆：を逆方向リーク
が少なく順方向電圧の低い例えばショットキ（８ｈｏｔ
ｔｋｙ）ダイオードを使用するのが適当である。
の性能を十分に発揮するためＫは、信号経路以外の箇所
で電流がリークしないことが必要である。このｔめ、Ｍ
ＯＳ ＦＥＴはリークの少ないもの、コンデンサ器は保
持特性の良いもの、ダイオード２１＆：を逆方向リーク
が少なく順方向電圧の低い例えばショットキ（８ｈｏｔ
ｔｋｙ）ダイオードを使用するのが適当である。
また、ダイオードカップリング型ＲＣ積分回路では通常
の受動型ＲＣ積分回路エリもＳＡが悪くランダムノイズ
が出力に乗ることがあるが、この場合はホワイトノイズ
としてコンピュータ処理系５で処理すればよい。
の受動型ＲＣ積分回路エリもＳＡが悪くランダムノイズ
が出力に乗ることがあるが、この場合はホワイトノイズ
としてコンピュータ処理系５で処理すればよい。
マルチプレクサ回路は、励振周波数の高低、電子ビーム
照射から受けろ影響の大小等の観測試料の性質に応じ、
最適な積分回路を選択する。例えば励振周波数が高いか
成子ビーム照射の悪影響が顕著な試料に対してはＳ／Ｎ
比は高くないが積分出力が短時間で出力されるダイオー
ドカップリング型積分回路１３？選択し、励振周波数が
低く電子ビーム照射の影響を受けにくい試料に対しては
Ｓ／Ｎ比の良い通常の受動態ＲＣ積分回路１１１ｒ遺択
イる０ ところで、ダイオードカップリング型積分回路の欠点で
ある８／Ｎ比が悪いという問題に対して次のように解決
を図ることができる。すなわち、第７図のようにデータ
収集回路内にノイズ成分である高周波をしゃ断するロー
パスフィルタ２８？設ければよい。第７図の実施例にお
いては、ローパスフィルタ２８ハマルチプレクサ回路１
５の前段に置かれている。第８図はローパスフィルタ囚
の一例であって、インダクタンス四とコンデンサＩとか
らなる良く知られたものである。
照射から受けろ影響の大小等の観測試料の性質に応じ、
最適な積分回路を選択する。例えば励振周波数が高いか
成子ビーム照射の悪影響が顕著な試料に対してはＳ／Ｎ
比は高くないが積分出力が短時間で出力されるダイオー
ドカップリング型積分回路１３？選択し、励振周波数が
低く電子ビーム照射の影響を受けにくい試料に対しては
Ｓ／Ｎ比の良い通常の受動態ＲＣ積分回路１１１ｒ遺択
イる０ ところで、ダイオードカップリング型積分回路の欠点で
ある８／Ｎ比が悪いという問題に対して次のように解決
を図ることができる。すなわち、第７図のようにデータ
収集回路内にノイズ成分である高周波をしゃ断するロー
パスフィルタ２８？設ければよい。第７図の実施例にお
いては、ローパスフィルタ２８ハマルチプレクサ回路１
５の前段に置かれている。第８図はローパスフィルタ囚
の一例であって、インダクタンス四とコンデンサＩとか
らなる良く知られたものである。
このようなローパスフィルタ２１使用すれば、入力信号
に乗つ元高周波ノイズはしゃ断され、ローパスフィルタ
２８を通過しｔ信号の高周波ノイズ分低減させることが
できる〇 なお、ローパスフィルタ列ヲ挿入てる位ｍａマルチプレ
クサ回路１５の前段とする他に、Ｓ／Ｎ比の悪いダイオ
ードカップリング積分回路１３についてのみのＳ／Ｎ比
向上のためマルチプレクサ回路１５とダイオードカップ
リング積分回路１３との間とすることもできる。
に乗つ元高周波ノイズはしゃ断され、ローパスフィルタ
２８を通過しｔ信号の高周波ノイズ分低減させることが
できる〇 なお、ローパスフィルタ列ヲ挿入てる位ｍａマルチプレ
クサ回路１５の前段とする他に、Ｓ／Ｎ比の悪いダイオ
ードカップリング積分回路１３についてのみのＳ／Ｎ比
向上のためマルチプレクサ回路１５とダイオードカップ
リング積分回路１３との間とすることもできる。
上述のような２次電子検出器出力からディジタル信号出
力を戦り出て手段として受動型ＲＣ積分回路とダイオー
ドカップリング型槓分回路とをマルチプレクサ回路［、
Ｃり任意に選択できるようにし定データ収集回路を有す
るストロボ走査電子顕微鋺装置においては、励振周波数
の高低、電子ビーム照射から受ける影響の大小等の観測
試料の性質に応じ最適な積分回路を選択イることができ
、正確な試料観測と電子ビーム照射による試料への悪影
響を最小限にすることが従来の高価な演算場のである。
力を戦り出て手段として受動型ＲＣ積分回路とダイオー
ドカップリング型槓分回路とをマルチプレクサ回路［、
Ｃり任意に選択できるようにし定データ収集回路を有す
るストロボ走査電子顕微鋺装置においては、励振周波数
の高低、電子ビーム照射から受ける影響の大小等の観測
試料の性質に応じ最適な積分回路を選択イることができ
、正確な試料観測と電子ビーム照射による試料への悪影
響を最小限にすることが従来の高価な演算場のである。
′
！ｌ−ａ、データ収集部内にローパスフィルタを備えｔ
上述のストロボ走査成子顕微鏡装置においては、８７Ｎ
比の良くないダイオードカップリング型ＲＣ積分回路を
用い几場合でも、積分すべき入力信号に乗った高周波ノ
イズが除去できるｔめＳ／Ｎ比の低下を防止することが
できる０
上述のストロボ走査成子顕微鏡装置においては、８７Ｎ
比の良くないダイオードカップリング型ＲＣ積分回路を
用い几場合でも、積分すべき入力信号に乗った高周波ノ
イズが除去できるｔめＳ／Ｎ比の低下を防止することが
できる０
第１図は従来のストロボＳＥＭシステムの構成を示す構
成図、第２図は試料内勤作信号、ビームパルス、２次邂
子検出器出力、積分回路出力、サンプリングゲート信号
の関係を示すタイムチャート、第３図は本発明にかかる
ストロボＳＥＭシステムの構成ゲ示て構成図、第４図は
本発明にかかるストロボ８ＥＭシステム中のデータ収集
回路の構成を示て構成図、第５図はデータ収集回路中の
受動型ＲＣ積分回１１１８を示す回路図、第６因σデー
タ収集回路中のダイオードカップリング屋積分回路の詳
細を示す回路図、第７図はローパスフィルタを備え元デ
ータ収集回路を示て構成図、第８図はローパスフィルタ
の一例を示す回路図である。 １・・・ストロボＳＥＭ、２・・・２次電子検出器、３
・・・受動型ＲＣ積分回路、４・・・Ａ／Ｄ変換回路、
５・・・コンピュータ処理系、６・・・ＳＥＭコントロ
ーラ、７・・・スキャンコントローラ、８・・・ＣＲＴ
。 ９・・・データ収集回路、１１・・・受動型ＲＣ積分回
路、１２．１４・・・Ａ／Ｄ変換回路、１３・・・ダイ
オードカップリング積分回路、１５・・・マルチプレク
サ回路、１６゜２０、２２．２７・・・抵抗、１７．
ｖ、 ３０・・・コンデンサ、１８．２５・・・増幅器
、１９．２６・・・可変抵抗、２１・・・ダイオード、
ム・・・ＭＯＳ ＦＥＴ 、 ２８・・・ローパスフィ
ルタ、２９・・・インダクタンス。
成図、第２図は試料内勤作信号、ビームパルス、２次邂
子検出器出力、積分回路出力、サンプリングゲート信号
の関係を示すタイムチャート、第３図は本発明にかかる
ストロボＳＥＭシステムの構成ゲ示て構成図、第４図は
本発明にかかるストロボ８ＥＭシステム中のデータ収集
回路の構成を示て構成図、第５図はデータ収集回路中の
受動型ＲＣ積分回１１１８を示す回路図、第６因σデー
タ収集回路中のダイオードカップリング屋積分回路の詳
細を示す回路図、第７図はローパスフィルタを備え元デ
ータ収集回路を示て構成図、第８図はローパスフィルタ
の一例を示す回路図である。 １・・・ストロボＳＥＭ、２・・・２次電子検出器、３
・・・受動型ＲＣ積分回路、４・・・Ａ／Ｄ変換回路、
５・・・コンピュータ処理系、６・・・ＳＥＭコントロ
ーラ、７・・・スキャンコントローラ、８・・・ＣＲＴ
。 ９・・・データ収集回路、１１・・・受動型ＲＣ積分回
路、１２．１４・・・Ａ／Ｄ変換回路、１３・・・ダイ
オードカップリング積分回路、１５・・・マルチプレク
サ回路、１６゜２０、２２．２７・・・抵抗、１７．
ｖ、 ３０・・・コンデンサ、１８．２５・・・増幅器
、１９．２６・・・可変抵抗、２１・・・ダイオード、
ム・・・ＭＯＳ ＦＥＴ 、 ２８・・・ローパスフィ
ルタ、２９・・・インダクタンス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料表面にパルス電子ビームを照射てるビーム照射
部を有する走査電子顕微鏡と、前記ビーム照射部のパル
ス電子ビーム照射と試料励振との同期をとる走査電子ｇ
徽鏡制御部と、前記走査電子顕微鏡内でパルス電子ビー
ム照射された試料から放出される２次電子を検出する２
次電子検出器と、前記観測試料の性質に応じて前記２次
電子検出器の出力から所定のアナログデータ？砲り込ん
でディジタルデータに変換して送出−ｒ４複数のデータ
収集回路からまるデータ収集部と、前記データ収集部か
らのディジタルデータを砲り込んで所定の処理を行うと
共に前記制御部をコントロールイるコンピュータ処理系
ζ前記２次電子検出器の出力を映像表示てる表示手段と
を具備してなるストロボ走査電子顕微鏡装置において、 前記２次電子検出器の出力な積分する受動型ＲＣ積分回
路及びこの積分回路からのアナログ出力ｔディジタル信
号に変換する第１のアナログ・ディジタル変換回路より
なる第１のデータ収集回路と、前記２次電子検出器の出
力と受動型ＲＣ積分回路との関にダイオード素子を挿入
したダイオードカップリング型積分回路及びこの積分回
路からのアナｐグ出力ｔディジタル信号に変換する第２
のアナログ・ディジタル変換回路よりなる第２のデータ
収集回路と、 前配賦料の性質に応じて前記第１のデータ収集回路又は
前記第２のデータ収集回路を任意に選択し、その選択し
たデータ収集回路へ上記２次電子検出器の出力を導出す
るマルチプレクサ回路、 とｔ具備したデータ収集部を有することを特徴とするス
トロボ走査電子顕微鏡装置。 ２゜試料表面にパルス電子ビームな照射するビーム照射
部を有する走査電子顕微鏡と、前記ビーム照射部のパル
ス電子ビーム照射と試料励振との同期をとる走査電子顕
微鏡制御部と、前記走査電子顕微鏡内でパルス電子ビー
ム照射された試料から放出される２次電子を検出する２
次電子検出器と、前記観測資料の性質に応じて前記２次
電子検出器の出力から所定のアナログデータな取り込ん
でディジタルデータに変換して送出する複数のデータ収
集回路からなるデータ収集部と、前記データ収集部から
のディジタルデータＶ＊り込んで所定の処理を行うと共
に前記制御部をコントルールするコンピュータ処理系と
、前記２次電子検出器の出方を映像表示する表示手段と
を具備してなるストロボ走査電子顕微鏡装置において、 前記２次電子検出器の出方を積分する受動型ＲＣ積分回
路及びこの積分回路からのアナログ出力をディジタル信
号に変換する第１のアナログゲイジタル変換回路よりな
る第１のデータ収集回路と、前記２次電子検出器の出力
と受動ａｌＲｃ積分回路との間にダイオード素子を挿入
したダイオードカップリング減積分回路及びこの積分回
路からのアナログ出力をディジタル信号に変換する第２
のアナログ・ディジタル変換回路よりなる第２のデータ
収集回路と、 前記試料の性質に応じて前記第１のデータ収集回路又は
前記第２のデータ収集回路を任意に選択し、その選択し
几データ収集回路へ上記２次電子検出器の出力を導出す
るマルチプレクサ回路と、前記マルチプレクサ回路の前
段又は前記マルチプレクサ回路と前記ダイオードカップ
リング積分回路との間に設けられたローパスフィルタ と１ｒ風備したデータ収集部を有することを特徴とする
ストロボ走査電子顕微備装ａｌ−
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078318A JPS58197643A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | ストロボ走査電子顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078318A JPS58197643A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | ストロボ走査電子顕微鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197643A true JPS58197643A (ja) | 1983-11-17 |
| JPH027511B2 JPH027511B2 (ja) | 1990-02-19 |
Family
ID=13658589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57078318A Granted JPS58197643A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | ストロボ走査電子顕微鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197643A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6156426A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-03-22 | Fujitsu Ltd | 電子ビ−ム装置 |
| JPS6158152A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-25 | Jeol Ltd | 走査形電子顕微鏡の分析デ−タ処理装置 |
| JP2007123916A (ja) * | 2006-11-28 | 2007-05-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置の検査方法及び検査装置、及びそれを用いた半導体装置の製造方法 |
| US8907279B2 (en) | 2011-06-03 | 2014-12-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron microscope and image capturing method using electron beam |
| US11043358B2 (en) | 2017-02-23 | 2021-06-22 | Hitachi High-Tech Corporation | Measuring apparatus and method of setting observation condition |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP57078318A patent/JPS58197643A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6156426A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-03-22 | Fujitsu Ltd | 電子ビ−ム装置 |
| JPH0354857B2 (ja) * | 1984-07-27 | 1991-08-21 | ||
| JPS6158152A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-25 | Jeol Ltd | 走査形電子顕微鏡の分析デ−タ処理装置 |
| JP2007123916A (ja) * | 2006-11-28 | 2007-05-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置の検査方法及び検査装置、及びそれを用いた半導体装置の製造方法 |
| US8907279B2 (en) | 2011-06-03 | 2014-12-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron microscope and image capturing method using electron beam |
| US11043358B2 (en) | 2017-02-23 | 2021-06-22 | Hitachi High-Tech Corporation | Measuring apparatus and method of setting observation condition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH027511B2 (ja) | 1990-02-19 |
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